Kuzey Anadolu fayının Ilgaz (Çankırı)-Karlıova (Bingöl) arasında kalan kesiminin morfokronoloji tabanlı son beşbin yıllık kayma hızı tarihçesi ve depremselliği

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye'nin en önemli fay kuşaklarından birini oluşturan Kuzey Anadolu Fayı'nın (KAF), Ilgaz (Çankırı) ve Karlıova (Bingöl) arasında kalan kesiminin morfokronoloji tabanlı kayma hızı ve depremselliği çalışılmıştır. Fayın farklı kesimleri üzerinde uzaktan algılama ve arazi çalışmaları ile belirlenen toplam 7 çalışma alanında, OSL (Optik Uyarımlı Işınım) yöntemi ile yaşlandırılan ötelenmiş morfolojik birimlerin son beşbin yıllık zaman dilimi içerisinde işaret ettikleri ortalama jeolojik kayma hızı 18.4 +1.4/-1.3 mm/yıl'dır (%68 olasılık aralığı). Gerek bu ortalama değer, gerekse her bir çalışma alanından elde edilen bulgular, GPS ölçümlerinin modellenmesi ile hesaplanan elastik blok model hızlarının altında kalır. Farklı zaman aralıklarını temsil eden bu iki değer arasında görülen uyumsuzluğu açıklayan en önemli hipotez, KAF üzerinde yirminci yüzyılda meydana gelen ve toplam 1000 km civarında kesimin kırılması ile sonuçlanan deprem serisinin yol açtığı post sismik süreç ve buna bağlı olarak deformasyon hızının zaman içerisinde değişmesidir.1939 Erzincan Depremi yüzey kırığının yaklaşık 100 km'lik bir kesimini oluşturan Kelkit Vadisi Segmenti üzerinde yapılan paleosismoloji amaçlı fay kazıları, bu tez çalışmasının ikinci kısımını oluşturur. Reşadiye (Tokat) ve Koyulhisar (Sivas) arasında açılan toplam dört hendekten, iki tanesinden elde edilen sonuçlara göre KAF'ın bu kesimi için 1939 öncesi 3 eski olay belirlenmiştir. Bunlar gençten yaşlıya doğru sırasıyla MS. 1668, 1254 ve 1045 tarihsel depremleri ile deneştirilmiştir. Ayrıca bu ve bölgede yapılan diğer paleosismoloji çalışmalarının sonuçları birlikte değerlendirilerek, doğrultu atımlı fayların özellikle yapısal olarak karmaşık kesimleri için ?yarı-değişken? deprem tekrarlanma modeli önerilmiştir.

In this study, I documented new geologic slip-rates for the structurally simple and single strand section of the North Anatolian Fault (NAF), between Ilgaz (Çankırı) in the west and Karlıova (Bingöl) in the east, to provide a better understanding on this system?s behaviour in different temporal and spatial scales. This morphochronologic study mainly depends on identification of sites with proper offset features, precise displacement measurements of these structures and lastly Optical Stimulated Luminescence (OSL) dating of each related geologic unit. I calculated 7 independent slip-rates from dating of geomorphic markers in 5 new and 2 revised previously known sites. I analysed all these new and existing data by using a ready Monte Carlo model to determine (a) a precise average slip rate and (b) any slip variability for the last 5 ka. Results from modelling yield an average slip rate of 18.4 +1.4/-1.3 mm/a (68% confidence). The most plausible mechanism to clarify the discrepancy of geologic and geodetic rates is the postseismic process, which started after the 20th century earthquake sequence on the NAF.In addition to slip-rate studies, I undertook paleoseismological trench investigations on the Kelkit Valley segment where there is little or no paleoseismic information to understand the rupture behaviour at this structural complex section of the NAF. I excavated 4 trenches at three different sites, between Reşadiye (Tokat) and Koyulhisar (Sivas). Only two trenches provided reliable results as evidences of 4 paleoearthquakes, which are correlated with A.D. 1045, A.D. 1254, and A.D. 1668 historical events prior to the 1939 Erzincan Earthquake rupture by using historical records and other nearby paleoseismological studies. I also suggest a new slip model by using both this and previous studies, and named it as ?quasi-variable?, in which amount of slip differs between individual events, but contains a kind of an order in multi-cycle periods.